Holografi, başlangıçta orta-20. yüzyılda üç boyutlu görüntüler üretmek için bir yöntem olarak gelişmiştir, yüzey topografisi, deformasyon, su geçirmez ve iç kusurların tam dalgasını kaydederek, holografi, yüksek boyutlu temsillerde kaliteli kontrol için vazgeçilmez hale getirir.Bu, yüksek hacimli, otomotiv ve tıbbi cihaz imalatı gibi temel mühendislik tasarımlarının uygulanmasına olanak sağlar.

Holografinin Temelleri

holografinin temel prensibi, bir koherent ışık kirişi (tipik olarak bir lazerten) iki yola ayrılmıştır: referans kirişi ve bir nesne kirişi. object kirişleri konuyla aydınlatır ve dağınık ışık bir şekilde üç boyutlu görüntüyü yeniden yapılandırır.Bu müdahale şekli veya hologram, ışık dalgalarının iki yanı sıra ışık dalgalarının da değişkeni ile karşılaştırılabilir.

Holografinin iki ana kategorisi metrolojide kullanılır: analog (film tabanlı) ve dijital holografi. Analog holografi, fotopolimerleri müdahale modellerini kaydetmek, yüksek çözünürlük sağlamak için kullanır, ancak yüksek çözünürlükte kimyasal işleme gerektirir. Dijital holografi, CCD veya CMOS kameraları gibi fiziksel kayıt ortamı değiştirir.Indüksiyon modeli dijital olarak ele alınır ve holografiye dayanan farklı değişiklikler yapılır.

Metrolojik teknikler

Holografik Interferometry

Holografik interferometri, mühendislik metrolojisinde en yaygın kullanılan holografik tekniktir. Aynı nesnenin farklı koşullar altında iki veya daha holografik kayıtları karşılaştırır (örneğin, stresten veya farklı sıcaklıklardan önce) yer değiştirme, deformasyon, titreşim veya refraktif indeks değişiklikleri hakkında bilgi edinmek için.

  • [FONT:0]Çift-exposure Interferometry[DÜT:1): İki hologram aynı plakada kaydedilir, referans durumunda nesneden biri ve yüklemeden sonra. yeniden inşa edildiğinde, müdahaleler yer değiştirme alanını alt dalga uzun hassasiyetle ortaya çıkarır.
  • [FONT:0) Gerçek zamanlı interferometri[[Dönetici: Referans devletin tek bir hologramı kaydediliyor ve situ'da geliştiriliyor. Canlı nesne daha sonra hologram aracılığıyla gözlemleniyor, gerçek zamanlı olarak yanıyor. Bu, sürüngen, ısı genişleme veya çatlaklar gibi dinamik süreçleri izlemek için değerli.
  • [FONT=0]Time-average Interferometry[[Dönetici: Titreşim analizi için kullanılır, bir hologram vibrasyon süresinden daha uzun bir süre boyunca maruz kalır.

Bu teknikler, on nanometrenin siparişinde yer alma duyarlılığı ile tam temas ölçümlerini sağlar. Onlar, yıkıcı test, yapısal analiz ve materyal karakterizasyon konusunda yoğun olarak uygulanır.

Digital Holografik Mikroscopy

Dijital holografik mikroskopi (DHM) dijital holografinin mikro- ve nano ölçekli metrolojiye prensiplerini genişletebilir.Bir holografik kurulumla mikroskop amacı birleştirerek, DHM, mikro-kanser örnekleri tarafından oluşturulan faz değişikliğini ölçebilir.Bu, üç boyutlu yüzeysel çözünürlüğün yanı sıra, geleneksel mikro-düşüksüz yapılara uygun olarak, optik kalınlık ölçümlerin ölçülerini ve mikro- bileşenlerinin ölçülerini tanıtabilir.

Mühendislik Metroloji Uygulamaları

Yüzey Topografi ve Kabalık Ölçümü

Holografik yöntemler, Ra, Rz gibi yeniden inşa edilen dalga dalga dalganın fazını analiz ederek, yüzeysel doku parametrelerini etkileyen diğer yüzey anomalilerini analiz eder. Dijital holografik mikroskop özellikle de metal yüzeyler, optik bileşenler ve yarı iletkenler üzerinde kabalık ölçmek için etkilidir.

Deformasyon ve Strain Ölçümü

Çift-exposure holografik interferometri, sonlu elemanlardaki mühendislik yapıların deformasyonunu ölçmek için standart bir araçtır ve kompozit malzemelerin davranışını inceleyebilir. Gerçek zamanlı holografik interferometri, yüksek hassasiyetle, gerilme alanlarının belirlenmesi ve başarısızlık mekanizmalarının belirlenmesine olanak sağlar.

Boyutlu Metroloji ve Geometrik Hoşgörüler

Interferometrik uygulamalardan daha az yaygın olmasına rağmen, holografi mutlak boyut ölçümleri için kullanılabilir.Bir parçanın hologramını kaydetmek ve yeniden inşa etmek ve sonra dijital korelasyon yoluyla bir usta veya CAD modeline kıyasla, nominal geometriden sapmalar, büyük hacimler için hız ve doğruluk için kanıtlanabilir.

Titreşim ve Dinamik Analiz

Zaman-ortalama holografik interferometri, yapıların titreşim modlarına eşsiz bir öngörü sunar.Bir hologram kayıt ederek, nesne vibrates (e.g., resonance), ortaya çıkan fütüre desenleri nodal hatları ve amplitude dağıtımları gösterir. Bu yöntem, ince paneller, türkler ve yüksek seslespeaker membranları da dahil olmak üzere herhangi bir malzeme nesneye uygulanabilir.

Endüstri-Specific Applications

Havacılık Uzay Uzay Uzay Uzay

Uzayda holografik olarak imha edilmemiş test (HNDT), gizli çatlaklar veya zayıf bağlar gösteren anormal yapılara sahip kompozit yapılar incelemek için kullanılır.Bu teknik, uzay-bağışlı parçaların termal genişlemesini ve örneğin, uçak optiklerinin kanıt testlerinde, holografik interferometrinin ortaya çıkmasının yanı sıra, gizli çatlakları gösteren veya zayıf bağlara işaret eden bir fizyolojik deformasyon ile ilgili alanları da kullanılabilir.

Otomotiv Otomotiv Otomotiv Otomotiv

Otomotiv üreticileri, motor bileşenlerinin kalite kontrolü için holografik inceleme, diskler ve vücut panellerini kullanmaktadır. Gerçek zamanlı interferometri, simülasyonlu operasyonel yükler altında yapılan değişikliklerin deformasyonunu izler (örneğin, hidrolik basınç, yakıt raylarında kalıplar) Dijital holografik mikroskop testinin yüzeyini ölçmek için kullanılır.

Elektronik ve Yarı iletken

Yarı iletken endüstri, düşük çözünürlükte alt-mikron doğruluk gerektirir ve çip hizalama ve paketleme. Dijital holografi, nanotopografi kusurlarına temassız olarak tüm-wafer incelemelerini sağlar. Ayrıca, ince film kalınlığı varyasyonlarını ve mikroelektromechanical sistemlerde (MEMS), holografik mikropiyonel mikroskop mikroskop mikroskopun iki tasarım doğrulama ve testlerinde yardımcı olur.

Tıbbi Cihazlar

Tıbbi implantlar için, hip protezler ve stentler gibi, holografik inceleme, mikrofeatures tasarım özelliklerini karşılamasını sağlar.In otizmalmology, dijital holografik sensörler yüksek hassasiyetle intraoküler lens geometrilerini ölçmek için de uygulanır.

Diğer Ölçme Teknolojileri ile Karşılaştırma

holografinin mühendislik metrolojisinde rolünü anlamak için, onu kurulmuş yöntemlerle karşılaştırmak faydalı:

  • [FONT:0)Koordengin ölçüm makineleri (CMM))[CMM)[Uygunluk boyutlu ölçümler için yüksek hacimli sağlar, ancak tam tabanlı, tam zamanlı ölçümler için yavaşlar ve hassas yüzeyler için.
  • [FONT:0)Laser Browsers ve Yapılı Işık): Bu optik yöntemler hızlı ve temassız, ancak tipik olarak holografiden daha düşük dikey çözümü vardır (μm vs nm).
  • [FONT:0)X-ray Comped Tomografi (CT))[tr|Köpeklik içi yapıları inceleyebilir, ancak radyasyon güvenlik endişelerini, daha yavaş tarama zamanını ve daha düşük yüzey çözünürlüğünü içerir. Holografi, yüzey ve alt yüzey için tamamen optik ve idealdir (eğer şeffaf) ölçümler ve açık hava ortamlarda kullanılabilir.
  • [FONT:0)Profilometreler (Stylus, AFM, Interferometri))[değiştir | kaynağı değiştirmiş veya küçük noktalı testler için aşırı derecede yüksek bir dikey çözüm sunar.

Tek bir teknik evrensel değildir. Holografi yüksek hassasiyet, tam-field kapsama ve temassız operasyon gerektiren uygulamalarda, özellikle yüzey fiziksel bir olasılık için güvenilmez değildir.

Meydanlar ve Çözümler

Avantajlarına rağmen, endüstriyel metrolojide holografi pratik uygulamaları birkaç zorlukla karşı karşıya:

  • [FONT:0)Environmental duyarlılığı[[Dönetici: Interferometrik ölçümler vibrasyona karşı son derece hassastır, hava türbülansuna ve termal sürüklenmelere sahiptir. Solutions include nabızlı lazerler (bu donanma hareketleri), vibrasyon izolasyon masaları ve gerçek zamanlı tazminatlar geri bildirim kirişleri kullanarak.
  • [FONT=0]Equipment maliyet ve karmaşıklığı[Dönetici: Yüksek kaliteli lazerler, hassas optik optikler ve dijital kameralar pahalı. Ancak, kompakt diyot lazerlerin gelişi, daha düşük maliyetli CMOS sensörleri ve hesaplamalı gelişmeler artık ortaya çıkıyor.
  • [FONT:0] Özelleştirilmiş eğitim[[DÜT:1]: Bağlanma ve sayısal rekonksiyonu yorum yapmak yetenekli teknisyenler gerektirir. Otomatik olarak incelenen analiz ve makine öğrenme yardımı ile modern yazılım bu bariyeri azaltmaktadır.
  • [FONT=0)Measurement range sınırlamaları): Holografik interferometri, büyük deformasyonlar için çok hassas olan yarım dalga boyun eğlendiriciden daha küçük olan yerlerin ölçülmesi ile sınırlıdır. Multi-wave uzunlukta teknikler, zaman fazı unvanlama ve hibrit yaklaşımlar (fotometri ile holografi).

Devam eden araştırmalar bu konuları ele alır. Örneğin, [[0)multi-wavelong dijital holografi), Nd kullanarak adım yükseklikleri ve daha büyük deformasyonları belirsiz ölçümler sağlar. Pulsed holography sistemleri, gürültülü ortamlarda hareket donabilir, fabrika katlarında yapılan incelemeler mümkün olabilir.

Future Yol Tarifi

Mühendislik metrolojisinde holografinin geleceği, otomasyon ve yapay zeka ile daha büyük entegrasyona işaret ediyor. Derin öğrenme algoritmaları otomatik olarak kusurları tanıyabilir (örneğin, delaminasyon kalıpları) holografik interferogramlarda, uzman insan yorumu ihtiyacını azaltır. Portatif holografik kameralar, yüksek kaliteli kamera modüllerine benzer şekilde, bakım ekipleri tarafından alan denetimleri için standart ekipman haline gelebilir.

Başka bir umut verici yön, üretim metrolojisi için yarı-düzeltme holografisi[Döneticileri 1 ), holografik sistemlerin geçmişte olduğu gibi her bölümü incelemeye doğrudan bağlı olduğu üretim hatlarına dahil edilmesi gerekir.Bu, ultra hızlı bir satın alma ve sağlam algoritmaların yüksek hızlı kameralarda ilerleme ve hesaplama optiklerde ilerlemenin gerçek zamanlı% 100 denetimli bir hedef haline getirilmesini gerektirir.

[Uygunluk:0) Gerçeklik (AR) görselleştirme[Dönetici verilerinin bulunduğu Cenâb-ı Hakka göre, denetim sırasında yapısal davranışın sezgisel anlayışlarını kullanarak, kontraseptif çerçeveleri inceleyebilir.

Ayrıca, holografiyi dijital görüntü korelasyon (DIC) veya hearografi gibi diğer tekniklerle birleştirerek, hem yüksek hassasiyet hem de geniş dinamik aralıkları sunan karma sistemlere duyarlı olabilir. Araştırmayı son derece düşük ışık veya tehlikeli ortamlar için etkinleştirir.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Holografi kendini mühendislik metroloji ve denetimde güçlü bir teknik olarak sıkı bir şekilde kurdu, temassız kalmak, nanometre ölçekli kararlarla tam alan ölçümleri.Her iki üstografiyi yakalama ve deformasyon tek bir ölçümde, yüzeysel boşluk analizleri ile titreşim modundan gelen uygulamalar için vazgeçilmez hale gelecektir.Bu araçların maliyeti, çevresel hassasiyet ve karmaşıklığı devam ederken, teknolojik ilerlemeler erişilebilirliği ve faydalarını genişletmeye devam eder.

İleri holografik teknikler ve vaka çalışmaları hakkında daha fazla okuma için, [[Gerçeğitim:0)Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü (NIST)[Dönetici / İngilizce)[Dönetici / İngilizce)[Dönetici / İngilizce çevirisi)[değiştir | kaynağı değiştir] [Dönetici: 9-T: 4 )